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硫化

[拼音]:liuhua

[外文]:vulcanization,cure

橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺发生化学反应,交联成为立体网状结构的过程。经过硫化后的橡胶称硫化胶。硫化是橡胶加工中的之后一个工序,可以得到定型的具有实用价值的橡胶制品。在橡胶的网状结构(图1)中,硫磺交联键(其中硫的原子数n≥1;而未交联的硫原子数为Sx或Sy)的密度,决定着橡胶的硫化程度。后者在工艺实践中,是以胶料宏观的物理机械性能或橡胶粘度的变化来判断的。

过程条件

影响硫化过程的主要因素是硫磺用量、硫化温度及硫化时间。

(1)硫磺用量。其用量越大,硫化速度越快,可以达到的硫化程度也越高。硫磺在橡胶中的溶解度是有限的,过量的硫磺会由胶料表面析出,俗称“喷硫”。为了减少喷硫现象,要求在尽可能低的温度下,或者至少在硫磺的熔点以下加硫。根据橡胶制品的使用要求,硫磺在软质橡胶中的用量一般不超过3%,在半硬质胶中用量一般为20%左右,在硬质胶中的用量可高达40%以上。

(2)硫化温度。若温度高10℃,硫化时间约缩短一半。由于橡胶是不良导热体,制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。为了保证比较均匀的硫化程度,厚橡胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。

(3)硫化时间。这是硫化工艺的重要环节。时间过短,硫化程度不足(亦称欠硫)。时间过长,硫化程度过高(俗称过硫)。只有适宜的硫化程度(俗称正硫化),才能保证较佳的综合性能(图2)。

硫化方法

按硫化条件可分为冷硫化、室温硫化和热硫化三类。冷硫化可用于薄膜制品的硫化,制品在含有2%~5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸渍,然后洗净、干燥即可。室温硫化时,硫化过程在室温和常压下进行,如使用室温硫化胶浆(混炼胶溶液)进行自行车内胎接头、修补等。热硫化是橡胶制品硫化的主要方法。根据硫化介质及硫化方式的不同,热硫化又可分为直接硫化、间接硫化和混气硫化三种方法。

(1)直接硫化,将制品直接置入热水或蒸汽介质中硫化。

(2)间接硫化,制品置于热空气中硫化,此法一般用于某些外观要求严格的制品,如胶鞋等。

(3)混气硫化,先采用空气硫化,而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影响制品外观的缺点,也可以克服由于热空气传热慢,而硫化时间长和易老化的缺点。

上述硫化方法均属于间歇生产,有些长度不限的橡胶制品可以连续硫化,如压出制品的盐浴硫化、沸腾床硫化、微波或高频硫化、胶带及胶板的鼓式硫化机硫化等。除硫磺硫化外,橡胶制品还可采用无硫硫化、高能射线硫化等,但其应用面均有限。

硫化设备

橡胶通用的硫化设备一般可分为硫化罐、平板硫化机、个体硫化机、注压硫化机四大类。硫化罐有立式及卧式之分,前者多用于轮胎外胎的硫化,后者多用于胶管、电缆、胶鞋的硫化;平板硫化机(图3)用于胶板、胶带及部分模型制品的硫化;个体硫化机(图4)多用于汽车轮胎及力车胎的硫化;注压硫化机(图5)在胶鞋及密封件生产中应用。对于橡胶模型制品而言,它们的模压、定型及硫化是结合在一起同时进行的。至于长度不限的制品(如胶带、胶布等),可用连续硫化机(图6)进行生产。

参考书目陈耀庭主编:《橡胶加工工艺》,化学工业出版社,北京,1982。参考文章催化氧化預處理硫化橡膠促進劑廢水废水治理酸洗废水和锌灰中如何回收硫化锌废水治理硫酸废水中和处理-硫化法废水治理吹脱捕集-离子色谱法测定水中金属硫化物方法废水治理蓄电池在运行中极板硫化有什么特征?电气技术硫化富Sulfideenrichment地球科学硫化物Sulfide地球科学河北高阳县农业局如何预防拖拉机蓄电池极板硫化农业工程如何预防拖拉机蓄电池极板硫化农业工程多金属硫化矿浮选废水如何处理废水治理

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